[发明专利]一种金属氧化物蚀刻液组合物及蚀刻工艺

说明书

本发明公开了一种金属氧化物蚀刻液组合物及蚀刻工艺，涉及金属蚀刻技术领域。本发明在制备金属氧化物蚀刻液组合物时，先将五甲基二硅氧烷和八甲基环四硅氧烷反应制得单端含氢聚硅氧烷，将单端含氢聚硅氧烷和对氨基苯乙烯反应制得单端氨基聚硅氧烷，将聚乙二醇单甲醚依次和丁二酸酐、氯化亚砜反应制得酰化聚乙二醇单甲醚，将单端氨基聚硅氧烷和酰化聚乙二醇单甲醚反应制得单端聚醚基聚硅氧烷，将单端聚醚基聚硅氧烷、有机酸、无机酸盐、唑类化合物、醇类化合物、乙醇胺和纯水混合并调节pH制得金属氧化物蚀刻液组合物。本发明制备的金属氧化物蚀刻液组合物具有优异的蚀刻效果。

技术领域

本发明涉及金属蚀刻技术领域，具体为一种金属氧化物蚀刻液组合物及蚀刻工艺。

背景技术

氧化物半导体被期待根据特性应用于太阳能电池材料、发光二极管材料、宽能带隙材料、可变电阻式存储器材料，氧化物半导体具有多种用途，是备受关注的材料。将这些金属氧化物作为电子器件的电极、半导体元件等微细电子部件使用时，需要通过溅射法在玻璃或塑料的基板上成膜而形成所需的图案。特别是随着电子器件的微细化、高性能化，形成的图案尺寸也需要精密控制，因此微细加工技术被认为非常重要。

对于干法蚀刻，等离子体中生成的化学上具活性的离子具有直行性，因此相对于被加工物表面垂直入射，可获得忠实于光蚀刻刻剂等的掩模图案的图案尺寸，所以适合于微细加工。然而，干法蚀刻需要昂贵的真空装置和高频发生装置，因此在成本方面不利，而且等离子体状态的离子可能会对基板等造成损伤。利用基于化学药品的含有成分的氧化还原或配位等化学反应的湿法蚀刻可通过用于使蚀刻液与被加工物接触的蚀刻槽和喷淋蚀刻装置等较低廉的处理装置形成图案，因此通过优化蚀刻液的成分、处理条件(温度、时间)、处理方法(浸渍时的蚀刻液的流动、基板的摇动、基于喷淋的喷雾等)，可比干法蚀刻更容易地形成图案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属氧化物蚀刻液组合物及蚀刻工艺，以解决现有技术中存在的问题。

一种金属氧化物蚀刻液组合物，特征在于，所述金属氧化物蚀刻液组合物主要包括单端聚醚基聚硅氧烷、有机酸、无机酸盐、唑类化合物、醇类化合物、乙醇胺和纯水。

作为优化，所述单端聚醚基聚硅氧烷是由单端氨基聚硅氧烷和酰化聚乙二醇单甲醚反应而成。

作为优化，所述金属氧化物蚀刻液组合物主要包括以下制备步骤：

（1）将单端含氢聚硅氧烷、对氨基苯乙烯和正己烷按质量比1：1：5~1：1：8混合均匀，再加入单端含氢聚硅氧烷质量0.03~0.05倍的氯铂酸，在70~80℃，500~800r/min搅拌回流4~6h，在20~30℃，1~2kPa静置3~4h，制得单端氨基聚硅氧烷；

（2）将单端氨基聚硅氧烷、酰化聚乙二醇单甲醚、三乙胺、二氯甲烷按质量比1：1：0.3：10~1：2：0.5：14混合均匀，在0~5℃，300~500r/min搅拌3~4h，在20~30℃，1~2kPa静置6~8h，制得单端聚醚基聚硅氧烷；

（3）将单端聚醚基聚硅氧烷、有机酸、无机酸盐、唑类化合物、醇类化合物、乙醇胺、水按质量比0.5：1：0.1：0.1：1：1：5~1.5：4：0.5：0.1：4：4：15混合均匀，用质量分数3~5%的盐酸溶液和质量分数3~5%的氢氧化钾溶液将pH调节至3~4，制得金属氧化物蚀刻液组合物。

作为优化，步骤（1）所述单端含氢聚硅氧烷的制备方法为：将五甲基二硅氧烷和八甲基环四硅氧烷按质量比1：1.2~1：1.5混合均匀，再加入五甲基二硅氧烷质量0.1~0.2倍的质量分数90~98%倍的浓硫酸，在80~90℃，800~1000r/min搅拌反应2~3h，冷却至室温后加入氢氧化钙将pH调节值6~7，过滤取液体，再加入五甲基二硅氧烷质量0.2~0.4倍的无水硫酸镁，以500~700r/min搅拌15~20min，过滤取液体，在40~50℃，1~2kPa静置8~10h，制备而成。